O documento discute os impactos humanos nos ciclos biogeoquímicos da água, carbono e nitrogênio. Descreve como as atividades humanas aumentaram o escoamento superficial da água, diminuíram a disponibilidade de água em rios e aquíferos devido ao consumo excessivo, e poluíram a água com efluentes. Também explica como a mudança no uso da terra e o consumo de combustíveis fósseis elevaram os níveis atmosféricos de carbono, e como a fixação industrial de nitro
Objeto de Conhecimento:
Os domínios naturais e a relação do ser humano com o ambiente
Temas:
Relação homem-natureza, a apropriação dos recursos naturais pelas sociedades ao longo do tempo.
As questões ambientais contemporâneas: mudança climática, ilhas de calor, efeito estufa, chuva ácida, a destruição da camada de ozônio.
A nova ordem ambiental internacional.
Políticas territoriais ambientais.
Objeto de Conhecimento:
Os domínios naturais e a relação do ser humano com o ambiente
Temas:
Relação homem-natureza, a apropriação dos recursos naturais pelas sociedades ao longo do tempo.
As questões ambientais contemporâneas: mudança climática, ilhas de calor, efeito estufa, chuva ácida, a destruição da camada de ozônio.
A nova ordem ambiental internacional.
Políticas territoriais ambientais.
Objeto de Conhecimento:
Os domínios naturais e a relação do ser humano com o ambiente
Temas:
Relação homem-natureza, a apropriação dos recursos naturais pelas sociedades ao longo do tempo.
As questões ambientais contemporâneas: mudança climática, ilhas de calor, efeito estufa, chuva ácida, a destruição da camada de ozônio.
A nova ordem ambiental internacional.
Políticas territoriais ambientais.
Objeto de Conhecimento:
Os domínios naturais e a relação do ser humano com o ambiente
Temas:
Relação homem-natureza, a apropriação dos recursos naturais pelas sociedades ao longo do tempo.
As questões ambientais contemporâneas: mudança climática, ilhas de calor, efeito estufa, chuva ácida, a destruição da camada de ozônio.
A nova ordem ambiental internacional.
Políticas territoriais ambientais.
Objeto de Conhecimento:
Os domínios naturais e a relação do ser humano com o ambiente
Temas:
Relação homem-natureza, a apropriação dos recursos naturais pelas sociedades ao longo do tempo.
As questões ambientais contemporâneas: mudança climática, ilhas de calor, efeito estufa, chuva ácida, a destruição da camada de ozônio.
A nova ordem ambiental internacional.
Políticas territoriais ambientais.
Objeto de Conhecimento:
Os domínios naturais e a relação do ser humano com o ambiente
Temas:
Relação homem-natureza, a apropriação dos recursos naturais pelas sociedades ao longo do tempo.
As questões ambientais contemporâneas: mudança climática, ilhas de calor, efeito estufa, chuva ácida, a destruição da camada de ozônio.
A nova ordem ambiental internacional.
Políticas territoriais ambientais.
Co-autor: ANDERSON MATHEUS DE ARAUJO
O presente trabalho retrata a importância de cada componente biogeoquímico que funciona com reservatórios de elementos da terra. É preciso que os seres vivos auxiliem no movimento dos elementos a partir do uso e da devolução para a natureza, fazendo o ciclo se fechar e toda vida seja recriada a partir dos mesmos átomos. Esse documento se trata de uma revisão bibliográfica com a finalidade de gerar conhecimento para os campos das ciências do ambiente
ENGLISH VERSION ----------
The present work portrays the importance of each biogeochemical component that works with reservoirs of earth elements. It is necessary that living beings help in the movement of elements from use and return to nature, making the cycle close and all life is recreated from the same atoms. This document is a bibliographic review with the purpose of generating knowledge for the fields of environmental sciences
VERSIÓN EN ESPAÑOL ----------
El presente trabajo retrata la importancia de cada componente biogeoquímico que trabaja con reservorios de elementos tierra. Es necesario que los seres vivos ayuden en el movimiento de los elementos de uso y retorno a la naturaleza, haciendo que el ciclo se cierre y toda la vida se recree a partir de los mismos átomos. Este documento es una revisión bibliográfica con el propósito de generar conocimiento para los campos de las ciencias ambientales.
Juscelino Dourado apresenta a chuva ácida e seus efeitos no ambiente
Juscelino Dourado desenvolve trabalhos na área de Educação e Gestão Ambiental com Instituições públicas e privadas. Articula o debate sobre a regulamentação ambiental no Brasil e estuda sobre tecnologias para a gestão de resíduos sólidos e contaminação do solo e água subterrânea.
Co-autor: ANDERSON MATHEUS DE ARAUJO
O presente trabalho retrata a importância de cada componente biogeoquímico que funciona com reservatórios de elementos da terra. É preciso que os seres vivos auxiliem no movimento dos elementos a partir do uso e da devolução para a natureza, fazendo o ciclo se fechar e toda vida seja recriada a partir dos mesmos átomos. Esse documento se trata de uma revisão bibliográfica com a finalidade de gerar conhecimento para os campos das ciências do ambiente
ENGLISH VERSION ----------
The present work portrays the importance of each biogeochemical component that works with reservoirs of earth elements. It is necessary that living beings help in the movement of elements from use and return to nature, making the cycle close and all life is recreated from the same atoms. This document is a bibliographic review with the purpose of generating knowledge for the fields of environmental sciences
VERSIÓN EN ESPAÑOL ----------
El presente trabajo retrata la importancia de cada componente biogeoquímico que trabaja con reservorios de elementos tierra. Es necesario que los seres vivos ayuden en el movimiento de los elementos de uso y retorno a la naturaleza, haciendo que el ciclo se cierre y toda la vida se recree a partir de los mismos átomos. Este documento es una revisión bibliográfica con el propósito de generar conocimiento para los campos de las ciencias ambientales.
Juscelino Dourado apresenta a chuva ácida e seus efeitos no ambiente
Juscelino Dourado desenvolve trabalhos na área de Educação e Gestão Ambiental com Instituições públicas e privadas. Articula o debate sobre a regulamentação ambiental no Brasil e estuda sobre tecnologias para a gestão de resíduos sólidos e contaminação do solo e água subterrânea.
Jornada da Sustentabilidade - Encontro ESG - SETCESP
CiclosAguaCarbonoNitrogenio.ppt
1. 4. Efeitos antrópicos nos
ciclos biogeoquímicos da
água, carbono e nitrogênio e
implicações nos Serviços
Ecossistêmicos
Aluno: Ms. Marcos D.B. Watanabe
Janeiro 2008
Laboratório de Engenharia Ecológica e
Informática Aplicada (LEIA)
Orientador: Prof. Dr.Enrique Ortega
2. Porque a água é tão importante?
Alta capacidade de absorver e reter calor
É fundamental no metabolismo dos seres vivos (dissolve
compostos e reage para formar moléculas complexas)
Alta tensão superficial:movimentação e retenção da
água em pequenos poros
Solidificação: molécula que se expande ao congelar
Caso contrário: gelo afundaria e congelaria reservatórios
de água líquida de baixo para cima, modificaria
drasticamente os ecossistemas (células vivas se romperiam
com a contração da água congelada).
Importância da água
3. Onde se localiza, qual a quantidade, e o tempo de
residência nos reservatórios da Biosfera?
Fonte: Botkin & Keller (2005)
Reservatórios globais
4. Como o ser humano afeta o Ciclo da Água?
Usar a Análise Emergética: Diagramas Sistêmicos
Impacto Humano: diferença entre estas 2 etapas
Avaliação das atividades agrícolas
1 –antes das interferências humanas
2 –após sistemas humanos
Impacto humano
6. Processos naturais
importantes:
1 – Formação de nuvens
2 – Aquecimento (circulação nuvens)
3 – Precipitação (chuva)
4 – Reflexão solar (nuvens)
5 – Evaporação no oceano
6 – Congelamento de água (geleiras)
7 – Interceptação da chuva
5 – Evaporação da água do solo
8 – Escoamento superficial
9 – Escoamento de base (infiltração)
10 – Transpiração da vegetação
11 – Reflexão nas geleiras
12 – Derretimento gelo
13 – Efeito das marés em zonas
costeiras
8. Principais
diferenças
observadas:
8’ – Escoamento Superficial:
aumento do fluxo e poluição de
corpos hídricos (em vermelho)
14 – Captação de água (rios) para
uso em atividades agrícolas,
industriais e domésticas
15 – Captação de água (aquíferos)
para uso agrícola, industrial e
urbano
17 – Liberação de efluentes
líquidos sem tratamento em corpos
hídricos
18 – Confinamento de água de rios
em reservatórios (represas e
barragens)
9. Impacto Humano: Principais Mudanças no Ciclo Global
Impacto humano
1 - Aumento do Runoff (mudança de uso da terra)
2 – Diminuição da disponibilidade de água em rios e
aquíferos devido ao consumo agrícola, industrial e
doméstico
3 – Poluição da água de rios e aquíferos por efluentes
agrícolas, industriais e domésticos
4 – Confinamento da água em represas e barragens
10. 1 - Aumento do Runoff (escoamento superficial)
Impacto humano
Estradas rurais e florestais (Ferraz et al. 2007)
Culturas agrícolas convencionais
Compactação do solo (máquinas de grande porte)
Perda da proteção da cobertura vegetal nativa
12. 2 – Uso não renovável de água em rios e aquíferos
Impacto humano nos SE
Aumento do consumo na Agricultura
Irrigação de culturas agrícolas
Perfuração de poços e uso
execessivo da água subterrânea
13. Impacto humano nos SE
Um bife de 300 g Um pedaço queijo (500g)
Um litro de leite Uma garrafa vinho
15. 3 – Poluição da água de rios e aquíferos por efluentes agrícolas,
industriais e domésticos
Impacto humano nos SE
Resíduos (fezes, urina) de humanos e de animais
Uso de fertilizantes e agrotóxicos no campo
Efluentes da agroindústria
17. 4 – Confinamento da água
Cerca de 50% da água que escoa em rios é interceptado
Represas e barragens: agricultura, hidrelétricas, cidades
Uso urbano
Billings (São Paulo)
Uso agrícola
(Moçambique)
Hidroeletricidade
(Usina Itaipu)
Impacto humano nos SE
21. Importância do carbono
Porque o carbono é importante?
Base de construção de moléculas orgânicas
Vida: membranas, DNA, tecidos, etc.
Estoque de energia: açúcares, lipídeos, proteínas, petróleo,
carvão, gás, etc. etc.
Regulação do clima: CO2 e CH4
Efeito estufa: importante para manutenção da
temperatura, aquecimento da Biosfera
23. Estoques de carbono (Gt)
• Sedimentos Marinhos,
Rochas Sedimentares
• Solos e matéria orgânica
• Água oceânica profunda
• Sedimento superficial
• Carvão, petróleo e gás
natural
•Atmosfera
• C orgânico dissolvido
• Vegetação terrestre
24. Como o ser humano afeta o
Ciclo do Carbono?
Impacto humano
Mudança de uso da terra
Eliminação de estoques
Consumo de fósseis
25. Processos
importantes:
1- Fotossíntese
2- Efeito estufa (F. Radiativo)
3- Formação de ácido carbônico
4- Precipitação ácida
5- Reação de Foto-oxidação
6- Formação exoesqueleto (CaCO3)
7- Decomposição de M.O.
8- Soerguimento (sedimentos
carbonatos)
9- Respiração (CO2)
10- Trasporte fluvial de C. Orgânico
11- Oxidação CH4 no solo
(bact. Metanotróficas)
12- Decomposição de
carbono orgânico do solo
13- Intemperismo de rochas
(silicatos, carbonatos)
14- Incêndios naturais na
vegetação
15- Emissão de CH4 em
solos inundados
(anaeróbicos)
26. Processos
modificados:
7´: Decomposição de
resíduos da economia
12- Decomposição de
M.O. do solo
9´: Respiração/emissão
CO2 da economia
16- Queima de resíduos
agrícolas (palha da cana)
17- Queima de carbono
em combustíveis fósseis
18 – Mudança de uso da
terra (eliminar vegetação
nativa)
2 – Aumento do
forçamento radiativo (e da
temperatura atmosférica)
27. Impacto Humano: Mudanças no Ciclo Global do carbono
1 – Mudança de uso da terra e decomposição da matéria
orgânica do solo (emissão de CO2 e CH4)
2 – Consumo de combustíveis fósseis e decomposição de
resíduos da economia humana (emissão de CO2 e CH4)
Impacto humano
Principal implicação: elevação da
temperatura média global
28. Impacto humano
1 – Mudança de uso da terra e perda da MO do solo.
Eliminação do carbono da
vegetação para implantação
de pastagens, plantações e
sistemas urbanos
Foley et al. 2005, NASA LCLUC Program.
Ocupação por pastagens/plantações
33. Importância do nitrogênio
Aquecimento global: ênfase ao ciclo do carbono (CO2 e CH4)
N: Macro-nutriente essencial para os seres vivos
N2: 76% da composição da atmosfera
Compostos de nitrogênio: fundamentais
para a vida (aminoácidos, proteínas em
geral: tecidos musculares, hormônios, DNA,
etc.)
Contaminação da água, eutrofização, chuva ácida, formação
de ozônio na troposfera (fertilizantes humanos).
N2O: óxido nitroso : gás de efeito estufa
(molécula com 296 vezes P.A.G do CO2)
35. Estoques de nitrogênio
Imagem: Botkin e Keller (1995); Fluxos: Reeburgh (1997)
BIOMASSA
TERRESTRE
3500 Tg N
ATMOSFERA
4.000.000.0000
Tg N (N2)
SOLO (M.O)
9500 Tg N
BIOMASSA MARINHA
4700 Tg N
SEDIMENTOS
400.000.000 Tg N
36. Como o ser humano afeta o
Ciclo do Nitrogênio?
Queima de matéria-orgânica
Fixação Industrial de nitrogênio (uso de fertilizantes)
Impacto humano
37. Processos : 1- Fixação biológica de nitrogênio
2- Nitrificação
3- Decomposição
4- Denitrificação
5- Forçamento radiativo
6- Fotólise N2O para N2
7- Foto-oxidação de amônia
8- Deposição atmosférica de N reativo
9 –Neutralização
10- Runoff / lixiviação nitratos
11- Volatilização de amônia
12- Incêndios naturais
39. Impacto Humano: Mudanças no Ciclo do Nitrogênio
1 – Fertilização artificial
2 – Queima de biomassa e combustíveis fósseis
Principal implicação: contaminação da
água e do solo, elevação da
temperatura média global
Impacto humano
40. 1 – Fixação industrial de nitrogênio
• Fritz Haber: vencedor do premio Nobel de química em 1918. Síntese
da amônia (NH3) a partir de hidrogênio (H2) e nitrogênio (N2).
• Carl Bosch: vencedor do prêmio Nobel da química em 1931: escala
industrial na síntese de amônia.
• Uso alemão em explosivos da I e II Guerra Mundial
Processo Haber-Bosch
3H2 + N2 2(NH3)
Catalisadores, temperatura e pressão elevadas
Impacto humano
42. Impacto humano
• Contaminação da água (mudança de composição e pH,
afetando os recifes em escala global);
• Impacto no ciclo do carbono;
• Chuva ácida (HNO3)
1 – Fixação industrial de nitrogênio
43. Impacto humano
1 – Fixação industrial de nitrogênio
Lixiviação N
Runoff N
• Contaminação da água
subterrânea com nitratos
• Eutrofização
(proliferação de
bactérias que consomem
o oxigênio) – morte do
ecossistema aquático
0,5 5 50
kg N.ha-1.ano-1
45. 2 – Queima de biomassa e combustível fóssil
• NO2 + h NO + O˙ onde h = radiação solar
O˙ + O2 + M O3 + M onde M = ar
• [COV’s/NOx ] maior [NOx ] maior [O3 ]
onde COV´s: compostos orgânicos voláteis
• Ozônio (O3) degrada a qualidade do ar em centros urbanos e pode
prejudicar o crescimento de culturas agrícolas na zona rural.
Emissão NOx (queima)
• NOx: gases tóxicos ao ser humano
• Formação de chuva ácida: NO2 + OH• → HNO3
• Formação de ozônio (O3) em baixas altitudes:
Impacto humano
46. Denitrificação (N2O)
• Óxido nitroso: molécula de efeito estufa 296
VEZES mais potente que o CO2
• Terceiro gás em contribuição para o Efeito Estufa
• Tempo de residência médio na atmosfera: 120 anos
• Atinge as elevadas altitudes da Estratosfera (~50 km)
• Contribui para a destruição da
camada de ozônio
2 – Queima de biomassa e combustível fóssil
Impacto humano